工程抗震与检测加固

(1.河北农业大学渤海校区理工学院 河北 沧州市 061100 2.石家庄铁道大学经济管理学院 河北 石家庄 050043)

前言

我国是多地震国家之一。 少量大中城市坐落在烈度为7度以上的地震地区，部分一线城市，如北京、西安、兰州等都处在高烈度的地震区，建筑结构的抗震性能自然就显得尤为重要。抗震设计已经是现代建筑结构设计的重要内容，充分了解建筑结构的震害破坏原理和震害破坏过程，在抗震设计准则的前提下，合理地确定建筑结构的各种震害问题，方可采取可靠的抗震加固措施。建筑工程行业也越来越着重于工程结构新建和改造双管齐下，建筑物的检测与加固在业界已经引起高度重视。经过调查数据显示，在“89规范”之后设计建造或者抗震加固的建筑物大都达到了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防要求，而在此之前的设计建造的工程建筑(古建筑除外)受损严重。[1]但在我国地震区内，仍有一些建筑没有考虑地震这种不可抗力因素，有些即使考虑了抗震设防，但是由于天然因素或历史原因，不符合当下的抗震标准。有一部分建筑因为建筑物的使用情况改变、设计或者施工的误差等条件，都会导致结构抗侧力不足，从而导致不符合抗震标准。因此，先对当下建筑物进行抗震检测，然后对不符合抗震标准的建筑局部或整体进行加固，是减轻地震造成的伤亡灾害的途径之一。

一、关于建筑物的检测与加固的必要性

在当下建筑结构设计和施工中，建筑工程的基本要求是安全性和可靠性。为了检验建筑结构的最大承载性能并且为建筑安全提供依据，需要进行建筑结构试验检测，通过实际测量建筑结构的工作性能，记录下相应的数据根据相应的国家标准规范，采用实验计算的方法，得出相应的结论，不仅可以评定新建的工程项目的安全性，而且为旧房屋和有重要意义的古老建筑物的加固、翻新、维护等方面提供相应的数值。建筑物在正常设计、正常施工以及正常使用和维护下，应该满足安全性、实用性和可靠性的基本要求。在对建筑物的施工质量进行评价时，需要检测建筑物的整体、局部或者某构件的稳定性或安全性。当被检测的结构或构件具有安全问题时，为了防止以外的发生，应该进行加固或者拆除处理。

二、建筑结构检测

结构检测工作囊括的内容相对较多，其中包含结构材料的力学性能检测、结构材料的机械性能检测、结构或构件的开裂情况检测、结构构件尺寸检测、结构的构造措施检测及结构实际承受荷载的性能检测、钢筋位置及直径检测和变形情况检测等。对某些结构或构件为获得其结构整体及构件的承载力、刚度、抗弯和抗裂性能，可以对结构或构件的整体性能和其所能承受的静荷载进行检验。静荷载检验可以分为使用性能检验、破坏性检验和承载力检验三种，其中使用性能检验用于验证结构或构件在规定荷载的作用下没有产生影响结构的变形或破损开裂，破坏性检验用于确定建模或实体结构的实际承载力性能，承载力检验用于验证结构或构件的设计承载力性能。[2]

建筑物结构的检测工作有相对较高的多样性和复杂性：检测建筑物的结构需要考虑建筑材料的质量、建筑材料的性能、建筑物的基本结构、钢筋的位置和结构构件的规格尺寸等多种不稳定因素。结构检测工作还需要对建筑的开裂与变形情况进行检测，以观察其结构的实际荷载，其中检测混凝土建筑结构、砌体建筑结构、钢结构或者钢筋-混凝土组合建筑结构等的方法是根据检测建筑物的类型规定的。

建筑物常用检测方法如下：混凝土建筑结构：结构性能实际荷载检测、取芯法、拉拨法、混凝土强度回弹法；砌体建筑结构：轴压法、筒压法、扁顶法、原位单剪法、回弹法、点荷法；钢结构检测：涂层厚度检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、 钢材锈蚀检测

三、建筑结构加固技术

(一)粘钢加固法。粘钢加固法主要是指使用一些合适的抗冲击剥离性粘结剂或者是建筑结构胶在需要加固的区域贴入钢板粘贴，从而能够增加建筑结构的承载力，目前被广泛应用于大偏心受压、受拉及受弯构件的加固。这种加固方法具备很多优势：速度快便于操作、施工工期短、对原来所产生影响较小、施工现场无湿作业。

(二)加大截面面积加固法。加大截面面积加固法主要是采用加大混凝土结构面积或者是构筑物面积来达到增大建筑结构的承载能力的目的的一种加固方法。如果原建筑的正截面配筋比较少，可以选择增加主筋的面积来提高建筑物的承载性能。要想使截面的刚度增加，可以选择在截面的受拉区域添加现浇混凝土围套从而增加构件面积，或者扩大该截面面积。

(三)粘贴纤维复合材料加固法。粘贴纤维增加复合材料加固法主要指的是将具有很强的抗拉强度的纤维增强复合材料进行表面粘接，然后和构件共同进行工作，进一步提高承载力。就目前的情况来看，进行加固的时候使用的材料主要有芳纶纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料，玻璃纤维增强复合材料，其中碳纤维布加固应用最多，主要是施工方便，同时能够进一步提高结构的抗剪能力以及抗腐蚀性能，而且其自重较小，适用范围广，还具有较好的柔韧性。

建筑结构常用加固方法如下：粘钢加固法：1.施工工艺简单；2.受力可靠；3.现场作业时间短；4.对影响空间较小；5.用钢量较大；6.受空间限制的构件且需大幅提高承载力的混凝土构件；7.无防护的情况下，温度不宜高于60℃。加大截面加固法：1.施工工艺简单；2.适应性强；3.现场湿作业时间长；4.影响空间。粘贴纤维复合材料加固法：1.施工工艺简便；2.现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业；3.对空间无影响。

四、加固施工监测及检测措施

为确保加固施工的质量，整个施工过程必须进行必要的施工监测，来确保施工安全和加固效果。加固前、施工过程中在需要加固的构件或其周边构建上布置测点，一直到加固完成所加固的构件达到其加固设计承载力期间，对各个测点按一定的要求和频率进行观测，用这种手段来保证整个加固施工处于一种可控的状态。为确保该结构正常工作所加固的结构应定期进行检查和维护，检查的时间间隔为6到12年，但第一次应不迟于6年。

五、结语

建筑结构究其之根本是为人所使用，因此建筑结构设计的基本要求便是在保障其安全性的前提下提高结构的可靠性，归根结底，结构安全实用是重中之重。而建筑结构的检测与加固作为质量安全保障体系中必不可少的一部分，必然成为保障建筑结构安全稳定的重要程序。这就要求我们必须在自然条件下对混凝土建筑结构、砌体建筑结构、钢结构和钢-混凝土混合结构等分别严格按照其相应检测方法准确鉴定工程结构的抗震性能，并按照相应自然地理条件和政策法规的要求确定最适用且经济有效的加固方法。除了技术层面的改革，我们还需加大在改造完成后的一系列跟踪检查维护的力度，使加固改造的作用发挥到最大，切实保证加固施工安全和质量。